(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量を計測することで動物の体脂肪を測定する動物用体脂肪測定具であって、
一つの平面上に並設され、かつ動物の体の一部に押し付けて用いられる少なくとも４枚の絶縁電極体を具備し、
前記少なくとも４枚の絶縁電極体は、２枚の内側電極体からなる内側電極対と、該内側電極対よりも外側に位置する２枚の外側電極体からなる外側電極対とを含み、かつ隣り合う電極体間に間隙が設けられており、
外側電極対における一方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該一方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ１となり、かつ外側電極対における他方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該他方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ２となるように（ただしＶ１≠Ｖ２である。）、各電極体に電圧が印加されるように構成されており、
前記体脂肪測定具は更に、各外側電極体と電気的に接続し、かつ該外側電極体間の静電容量の算定が可能な算定部と、
算定部で算定された静電容量から体脂肪を演算する演算部と、
演算部で演算された結果を表示する表示部とを具備する動物用体脂肪測定具。
【請求項２】
電圧の印加が可変になっており、印加電圧を変化させて２つの外側電極体による電界が測定対象動物の脂肪層に及ぶように構成されている請求項１に記載の動物用体脂肪測定具。
【請求項３】
各電極体の幅が５〜３０ｍｍに設定されている請求項１又は２に記載の動物用体脂肪測定具。
【請求項４】
各電極体を測定対象動物の体の一部に押し付けるときの圧力を測定する手段を更に具備し、該手段によって測定された押し付け圧が２０〜２００ｇ／ｃｍ2の範囲で体脂肪の測定を行うように構成されている請求項１ないし３のいずれか一項に記載の動物用体脂肪測定具。
【請求項５】
圧力を測定する手段が、感圧導電性ゴム、ピエゾ素子、静電容量計又は歪みゲージからなる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の動物用体脂肪測定具。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の動物用体脂肪測定具を用い、動物の体の静電容量を計測して動物の体脂肪を測定する動物の体脂肪測定方法であって、
外側電極対における一方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該一方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ１となり、かつ外側電極対における他方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該他方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ２となるように（ただしＶ１≠Ｖ２である。）、各電極体に電圧を印加する際に、印加電圧を変化させて２つの外側電極体による電界が測定対象動物の脂肪層に及ぶ電圧を決定し、
決定された印加電圧を印加した状態下に、外側電極体間の静電容量を計測して動物の体脂肪を求める動物の体脂肪測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、犬や猫を始めとする各種の動物の体脂肪を測定する測定具及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の体脂肪の測定方法として、静電容量を利用した方法が知られている。例えば特許文献１には、複数の絶縁電極２１と、絶縁電極２１の１つの絶縁電極２１と他の絶縁電極２１間に電圧を印加して、各電極間の静電容量を計測する静電容量計測手段２３と、計測された静電容量に基づいて体脂肪量を算出する演算部３２と、算出された結果を表示する表示部４とを備えた体脂肪測定装置１が記載されている。絶縁電極２１は、被測定部Ｍである人体の皮膚面から絶縁された状態で配置・使用される。静電容量計測手段２３は、絶縁電極間２１の体組成分で定まる静電容量を回路に含む発振回路２の発振周波数を基にして静電容量を計測する。
【０００３】
前記の体脂肪測定装置とは別に、本出願人は、静電容量を計測することで動物の体脂肪を測定する動物用体脂肪測定具を提案している（特許文献２参照）。この動物用体脂肪測定具は、一つの平面上に並設され、動物の体の一部に押し付けて用いられる一対の絶縁電極体と、該電極体と電気的に接続し、かつ該電極体間に電圧を印加することで該電極体間の静電容量の算定が可能な算定部と、該算定部で算定された静電容量から体脂肪を演算する演算部と、該演算部で演算された結果を表示する表示部とを具備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５２０６１号公報
【特許文献２】特開２０１０−９９１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように静電容量の計測を行う場合、互いの電極の位置関係が変わらないことが重要である。これは、呼吸等にともなう互いの電極間のわずかな距離や角度の変化が静電容量の測定に影響を与えるからである。ヒトの場合には測定中のみ呼吸を止めることができるが、非ヒト動物ではほぼ不可能である。特に非ヒト動物の場合、密集した不安定な被毛の上から電極を押し当てることになるため、電極の位置関係は容易に変化しやすい。このため静電容量の計測を動物に応用する場合、互いの電極の位置関係が固定されていることが必須である。よって特許文献１の体脂肪計は、ヒトの皮膚のように、皮膚が体毛で覆われていない場合には体脂肪の測定が可能であるが、ほぼ全身が被毛で覆われた犬や猫などを測定対象とした場合には、体脂肪の測定が非常に困難である。
【０００６】
特許文献２に記載の技術によれば、皮膚が被毛で覆われた動物であっても、静電容量に基づいて体脂肪率を測定することが可能である。しかし同文献に記載の技術で測定される静電容量は、測定対象動物の皮膚層のみ、又は皮膚層とその下に位置する脂肪層とを重畳したものであり、脂肪層だけの静電容量は測定されていない。測定対象動物の体脂肪を一層正確に測定するためには、脂肪層だけの静電容量を測定することが有利である。
【０００７】
したがって本発明の課題は、前述した従来技術よりも測定の精度が更に向上した動物用体脂肪測定具及び測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、静電容量を計測することで動物の体脂肪を測定する動物用体脂肪測定具であって、
一つの平面上に並設され、かつ動物の体の一部に押し付けて用いられる少なくとも４枚の絶縁電極体を具備し、
前記少なくとも４枚の絶縁電極体は、２枚の内側電極体からなる内側電極対と、該内側電極対よりも外側に位置する２枚の外側電極体からなる外側電極対とを含み、かつ隣り合う電極体間に間隙が設けられており、
外側電極対における一方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該一方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ１となり、かつ外側電極対における他方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該他方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ２となるように（ただしＶ１≠Ｖ２である。）、各電極体に電圧が印加されるように構成されており、
前記体脂肪測定具は更に、各外側電極体と電気的に接続し、かつ該外側電極体間の静電容量の算定が可能な算定部と、
算定部で算定された静電容量から体脂肪を演算する演算部と、
演算部で演算された結果を表示する表示部とを具備する動物用体脂肪測定具を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、前記の動物用体脂肪測定具を用い、動物の体の静電容量を計測して動物の体脂肪を測定する動物の体脂肪測定方法であって、
外側電極対における一方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該一方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ１となり、かつ外側電極対における他方の外側電極体と、内側電極対における２つの内側電極体のうち、該他方の外側電極体に近い側に位置する内側電極体とが同電位Ｖ２となるように（ただしＶ１≠Ｖ２である。）、各電極体に電圧を印加する際に、印加電圧を変化させて２つの外側電極体による電界が測定対象動物の脂肪層に及ぶ電圧を決定し、
決定された印加電圧を印加した状態下に、外側電極体間の静電容量を計測して動物の体脂肪を求める動物の体脂肪測定方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の動物用体脂肪測定具及び測定方法によれば、従来の測定具よりも動物の体脂肪率を一層正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の動物用体脂肪測定具の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】図２は、図１に示す体脂肪測定具における電極群付近の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示す電極群の電気的接続状態を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の体脂肪測定具を用いて静電容量を測定するときに生じる電界の状態を示す模式図であり、図４（ｂ）は、特許文献２に記載の体脂肪測定具を用いて静電容量を測定するときに生じる電界の状態を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）ないし図５（ｃ）は、本発明の動物用体脂肪測定具を犬に対して使用するときの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。本発明の動物用体脂肪測定具における「体脂肪」という語は、特別明記しない限り、「体脂肪率」と「体脂肪量（重量、体積）」の両方を含む概念である。
【００１３】
本発明においては、静電容量を利用して動物の体脂肪を測定する。ここで言う動物とは、家庭で飼育されている犬や猫等の動物（非ヒト哺乳類）を包含するのみならず、家庭外（例えば動物園等）で飼育されている動物（非ヒト哺乳類）も包含する広い概念である。これらの動物は一般に皮膚が被毛で覆われている。また、本発明は対象からヒトを排除するものではないが、対象が非ヒト動物である場合に非常に有用なものである。
【００１４】
静電容量を利用したセンサは、一般に水分量の測定に多く用いられている。例えば、木材中の含水率の測定に用いられている。また、ヒトを対象とする場合には、美容、化粧品分野での皮膚の水分量の測定に用いられている。更に、魚や食肉類を対象とする場合には、含水率と脂肪率との間に高い相関があることを利用して、脂肪率の測定にも用いられている。前記のセンサは、測定対象物の誘電率の違いによる静電容量の変化を検出するものである。測定には一対の電極が用いられ、電極間に電界を形成することで静電容量を測定している。これと異なり、本発明においては少なくとも二対の電極が用いられ、各電極対を構成する２枚の電極体によって電界を形成し、それらの電極対のうち、一つの電極対を構成する２枚の電極体間に形成された電界の静電容量を測定する。動物の身体を構成する物質である脂肪及び水の静電容量は、脂肪の方が水よりも約一桁小さい値である。したがって体脂肪が多いほど、測定される静電容量は小さくなる。
【００１５】
図１には、本発明の動物用体脂肪測定具（以下、単に「体脂肪測定具」とも言う。）の一実施形態のブロック構成図が示されている。同図に示す体脂肪測定具１は、複数の絶縁電極体からなる電極群２０と、静電容量の算定部３０と、演算部４０と、表示部５０とを具備する。これら各部は、一つの筐体（図示せず）内に収容されており、一体化している。以下、各部の詳細について説明する。
【００１６】
電極群２０は少なくとも二対、すなわち少なくとも４枚の絶縁電極体１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂを含んでいる。各電極体は、第１の面とこれに並設された第２の面を有する平板状のものである。各絶縁電極体は、動物の体の一部に押し付けて用いられるものである。各電極体は、その大きさや形状が同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。一般に各絶縁電極体は同形でかつ同寸であり、同材質である。各絶縁電極体は、各種金属を始めとする導電性材料で構成されている。
【００１７】
図２には、本実施形態の体脂肪測定具１０における電極群２０付近の構成が模式的に示されている。電極群２０を構成する各絶縁電極体１２１ａ，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂは一つの平面上に並設されている。詳細には、各電極体はいずれも矩形をしており、その長手方向を一致させ、所定の間隙をおいて離間した状態で、これらを支持する平板２３の一面上に並設されている。各電極体の長手方向と、平板２３の長手方向とは一致している。各電極体と平板２３とは、電気的に絶縁状態にある。平板２３は、適度な弾性を持つ可撓性の材料から構成されている。あるいは平板２３をキャタピラ状の材料から構成して、平板２３が測定対象動物の体表に一層沿いやすくなるようにしてもよい。
【００１８】
本実施形態における電極群２０は、二対の電極対２１，２２、すなわち４枚の絶縁電極体から構成されている。二対の電極対２１，２２は、２枚の内側電極体１２１ａ，１２１ｂからなる内側電極対２１と、該内側電極対２１よりも外側に位置する２枚の外側電極体１２２ａ，１２２ｂからなる外側電極対２２とを含んでいる。
【００１９】
図３には、電極群２０の電気的接続状態が模式的に示されている。同図に示すように、電極群２０においては、外側電極対２２における一方の外側電極体１２２ａは、可変電圧源３１の一方の端子に接続されている。また、内側電極対２１における２つの内側電極体１２１ａ，１２１ｂのうち、一方の該外側電極体１２２ａに近い側に位置する内側電極体１２１ａは、バッファアンプ３３ａを経由して外側電極体１２２ａと接続されている。このため、外側電極１２２ａの電位がＶ１になると、内側電極１２１ａの電位は、直ちに外側電極１２２ａと同電位に保たれる。これとともに、外側電極対２２における他方の外側電極体１２２ｂは、可変電圧源３２の他方の端子に接続されている。また、内側電極対２１における２つの内側電極体１２１ａ，１２１ｂのうち、他方の該外側電極体１２２ｂに近い側に位置する内側電極体１２１ｂは、バッファアンプ３３ｂを経由して外側電極１２２ｂと接続されている。このため、外側電極１２２ｂの電位がＶ２になると、内側電極１２１ｂの電位は、直ちに外側電極１２２ｂと同電位に保たれる。Ｖ１とＶ２とは異なる電位である。
【００２０】
また、外側電極１２２ａは、バッファアンプ３３ａを通して差動アンプ３４の一方の端子に接続される。これとともに、外側電極１２２ｂは、バッファアンプ３３ｂを通して差動アンプのもう一方の端子に接続される。差動アンプ３４は、バッファアンプ３３ａ及びバッファアンプ３３ｂを経由した外側電極体１２２ａ及び外側電極体１２２ｂに生じる電位の差を増幅し、出力するアンプであり、その出力は静電容量を求めるための信号処理手段３２に伝送される。
【００２１】
各電極体は、プリント配線パターンや導線等によって算定部３０と電気的に接続している。算定部３０は、各電極体に電圧を印加することで該電極体間の静電容量の算定が可能な構造になっている。図１に示すように、算定部３０は、体脂肪測定具１０に備えられた中央制御部１２と電気的に接続されており、中央制御部１２からの指示によって動作するようになっている。算定部３０に備えられている可変電圧源３１（図３参照）は、各電極体に交流電圧を印加することが可能な電子回路から構成されている。この目的のために、算定部３０は、体脂肪測定具１０に備えられた電源部１３とも電気的に接続されている。なお、電源部１３は中央制御部１２を駆動させるために、該中央制御部１２とも電気的に接続されている。電源部１３は電池であり得る。あるいは電源部１３はＡＣアダプタに接続され得る。
【００２２】
本実施形態においては、２つの電極体間の測定部位をコンデンサに見立てて静電容量を測定する。この場合、コンデンサに見立てる測定部位として、外側電極対２２に印加された電圧によって電界が生じている部位を選択した点が本発明の特徴の一つである。外側電極対２２に印加された電圧によって電界が生じている部位を、静電容量の測定部位として選択した理由は次のとおりである。測定対象動物の体脂肪率は、皮膚層の下側に位置する脂肪層の厚みと関連し、脂肪層の厚みが全身の体脂肪率を反映していることが知られている。特に測定対象動物が犬の場合、腰背部の脂肪層の厚みが全身の体脂肪率と高く相関している（例えば、Wilkinson MJA et.al. Use of Ultrasound in the Measurement of Subcutaneous Fat and Prediction of Total Body Fat in Dogs. Journal of Nutrition. (1991) Vol. 121; s47-s50参照）。しかし、脂肪層は皮膚層の下側に位置しているので、静電容量によって体脂肪率を測定する場合には、電極の面積を非常に大きくするか、又は印加電圧を非常に高くしないと、電界が脂肪層にまで生じない。この状態を模式的に図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示す状態は、先に背景技術の項で述べた特許文献２に記載の測定具を用いた測定に相当するものである。同文献に記載の測定具は、可変電圧源３１によって一対の絶縁電極１２１ａ，１２１ｂ間に電圧を印加することができ、かつ両電極１２１ａ，１２１ｂ間に電圧が印加された状態において、両電極１２１ａ，１２１ｂ間の静電容量を静電容量測定器３５によって測定することができるようになっているものである。これに対して本発明においては、電極対を二対用い、内側電極体１２１ａと外側電極体１２２ａとを入れ子の状態で配置するとともに、内側電極体１２１ａと外側電極体１２２ａとを同電位Ｖ１に設定し、かつ内側電極体１２１ｂと外側電極体１２２ｂとを同電位Ｖ２に設定している（Ｖ１≠Ｖ２）。こうすることで、図４（ａ）に示すように、一対の内側電極体１２１ａ，１２１ｂによって生じる電界が皮膚層に及び、その結果、一対の外側電極体１２２ａ，１２２ｂによって生じる電界が脂肪層に及ぶようになる。そして、外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間の静電容量を測定すれば、その静電容量は主として脂肪層に由来するものであると見なすことができるので、体脂肪率を従来よりも一層精度良く求めることができる。
【００２３】
以上の説明から明らかなように、外側電極対２２によって脂肪層の静電容量を測定するためには、各電極体に印加する電圧の程度を適切に調整することが有利である。外側電極対２２に印加した電圧によって脂肪層に電界が生じたか否かは、次の方法で判断する。すなわち、外側電極対２２及び内側電極対２１に対して上述の手法で電圧（交流電圧）を印加し、そのときの外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間の静電容量を測定する。この場合、電圧を徐々に高めていき、その電圧に対応する静電容量を測定する。印加電圧が低く、外側電極対２２に印加した電圧による電界が脂肪層に生じていない状態、つまり電界が皮膚層にしか生じていない状態では、電圧を高めていっても静電容量に実質的な変化は観察されない。この状態は先に述べた図４（ｂ）に示す状態と類似のものである。これに対して、印加電圧が高くなると、図４（ａ）に示すように、一対の内側電極体１２１ａ，１２１ｂに印加した電圧によって生じる電界が、一対の外側電極体１２２ａ，１２２ｂに印加した電圧によって生じる電界を押し広げ、外側電極体１２２ａ，１２２ｂに印加した電圧による電界が脂肪層に生じ始める。この状態になると、印加電圧に応じて外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間の静電容量が変化する。そして、印加電圧に応じて外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間の静電容量が変化する電圧の範囲が、外側電極対２２によって脂肪層に電界が生じる範囲であると判断する。先に述べたとおり、本実施形態の測定具１０における算定部３０には可変電圧源３１が備えられているので、前記の手法によって、目的とする印加電圧を決定する操作は容易に行える。つまり、本実施形態の測定具１０は、可変電圧源３１による印加電圧を変化させて、一対の外側電極体１２２ａ，１２２ｂによる電界が測定対象動物の脂肪層に及ぶように構成されている。この印加電圧は、測定対象動物によって様々であり、また測定対象動物が同じであってもその種類（例えば測定対象動物が犬であれば、ラブラドールやチワワ等の犬種）によっても様々であるが、一般的に言って概ね１０ｍＶ〜１０Ｖの範囲である。
【００２４】
静電容量の測定には、例えば回路構成が簡単な積分法を用いることができる。詳細には、電極体間に電圧をステップ状に印可し、電極体間の電圧が所定の一定値に到達するまでの充電時間から静電容量を求める。積分法に代えてインピーダンスブリッジやディップメータ等、他の方法を用いて静電容量を測定しても良い。
【００２５】
上述のとおり、本実施形態においては、一対の外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間の測定部位をコンデンサに見立てて静電容量を測定するところ、各電極体と測定部位との間に被毛が介在すると、電極体が物理的に皮膚から遠ざけられ、電界が皮下まで及ばない場合がある。また、皮膚（特に真皮）に関しては、比較的厚みは薄いが、電気的特性が皮下脂肪層の下の筋肉層と似通っており、静電容量を測定する上で障害となりやすい。被毛又は皮膚の影響は特に周波数が高くなると顕著になることが知られている。この不都合を解消するために、一対の外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間に印加する交流電圧の周波数を、好ましくは１ｋＨｚ〜１ＭＨｚ、更に好ましくは１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲のいずれかとすることで、被毛又は皮膚の影響をクリアできることが判明した。また、外側電極体１２２ａと内側電極体１２１ａとはバッファアンプ３３ａを介して接続されており、かつ外側電極体１２２ｂと内側電極体１２１ｂとも可変電圧源３１、及びバッファアンプ３３ｂを介して接続されているので、一対の内側電極体１２１ａ，１２１ｂ間には、外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間に印加される交流電圧と同電圧及び同周波数の交流が同位相で印加される。
【００２６】
このようにして、算定部３０において算定された静電容量の値に基づき、演算部４０において体脂肪の値が演算される。具体的には、算定部３０において算定された静電容量の値の情報は、中央制御部１２を介して、該中央制御部１２に電気的に接続されている演算部４０へ送られる。演算部４０においては、静電容量の値の情報と、メモリ部１４に予め記憶されている基礎情報とを用いて、体脂肪を算出する。メモリ部１４は、体脂肪測定具１０の筐体内に他の部分とともに一体的に収容されており、中央制御部１２と電気的に接続されている。メモリ部１４は例えば不揮発性の記憶素子であり得る。
【００２７】
メモリ部１４には、体脂肪の算出に用いられる基礎データ、例えば重水希釈法や水中体重法、二重エネルギーＸ線吸収法、コンピューティッド・トモグラフィ法を用いて別途求められた体脂肪量と静電容量との相関関係が記憶されている。またメモリ部１４には、体脂肪の算出に必要な制御用データ等も記憶されている。本実施形態の体脂肪測定具は、動物の種類、大きさ等を問わず体脂肪の正確な測定が可能であるが、場合により、メモリ部１４に体脂肪を測定する動物の種類、性別、体重等が初期データとして記憶されていることにより、より精度良く体脂肪を算定することができるようになっている。
【００２８】
中央制御部１２からの指令によってメモリ部１４から読み出された各種データは演算部４０へ送られ、同じ中央制御部１２からの指令によって演算部４０において体脂肪の値が演算される。演算部４０は、そのような演算が可能な電子回路から構成されている。
【００２９】
演算部４０には以下に示す式（１）が予めプログラムされており、測定された静電容量から体脂肪率が即座に演算される。
体脂肪率（％）＝ＳＣ2＋ＴＣ＋Ｕ  （１）
（式中、Ｃは静電容量（ピコファラッド（ｐＦ））を表し、Ｓ、Ｔ及びＵは外側電極体１２２ａ，１２２ｂの面積、各電極体間の間隙、周波数、電圧、押し当て圧力に関連した係数を表す。）
体脂肪率を計算する式は、多項式で表される前記の式（１）に限られず、例えば対数、指数等で近似してもよい。
【００３０】
このようにして体脂肪の値が演算される。得られた体脂肪の値は、中央制御部１２を介して、該中央制御部１２に電気的に接続されている表示部５０へ送られる。表示部５０は、中央制御部１２からの指令によって体脂肪の値を表示する。表示部５０は、例えば発光ダイオード表示素子や液晶表示素子等からなる。表示部５０を駆動するために、該表示部５０は電源部１３に電気的に接続されている。
【００３１】
ところで、一般に、生体に電極を接触させて電極間の静電容量を測定する場合、形成される電界は微弱であるので、その電界が及ぶ範囲は電極の近傍に限られてしまう。特に本発明のように体脂肪の測定対象が動物の皮膚下層組織である場合、該動物は被毛で覆われていることに起因して、これが体脂肪の測定に大きな障害となる。これらの不都合を克服するために、本実施形態においては、各電極体の寸法、すなわち電極面積を電極体１個当たり好ましくは１００〜１５００ｍｍ2、更に好ましくは５００〜１３００ｍｍ2に設定する。これによって、静電容量が微弱であっても首尾よく体脂肪の測定を行うことができる。この場合、２つの外側電極体１２２ａ，１２２ｂの面積は同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。２つの内側電極体１２１ａ，１２１ｂについても同様である。更に、外側電極体と内側電極体についても同様である。
【００３２】
電極体の面積に関連して、電極体の幅、すなわち電極体の並列方向に沿う電極体の長さは、電極の面積が前記の範囲であることを条件として、５〜３０ｍｍ、特に１２〜１７ｍｍとすることが、外側電極対による電界が、脂肪層に効果的に生じることから好ましい。同様の理由により、電極の長さ、すなわち電極体の並列方向と直交する方向に沿った電極体の長さは、電極の面積が前記の範囲であることを条件として、２５〜１００ｍｍ、特に４０〜８０ｍｍとすることが好ましい。この場合、２つの外側電極体１２２ａ，１２２ｂの幅及び長さは同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。２つの内側電極体１２１ａ，１２１ｂについても同様である。更に、外側電極体と内側電極体についても同様である。
【００３３】
また本実施形態においては、各電極体の間に設けられている間隙を適切に調整することでも、静電容量が微弱であるにもかかわらず首尾よく体脂肪の測定を行うことができる。特に本実施形態においては、各電極体間の距離が固定されていることが必要である。この距離が変化してしまうと、同じ個体（動物）でも静電容量の測定値に変動が生じる可能性があるからである。具体的には、各電極体の間の間隙を、隣り合う２つの電極体の全長にわたって一定の値に固定し、かつ間隙を好ましくは０．１〜１０ｍｍ、更に好ましくは０．１〜５ｍｍに設定することで、静電容量が微弱であっても首尾よく体脂肪の測定を行うことができる。この場合、間隙が前記の範囲内であれば、隣り合う電極体間の間隙は同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。
【００３４】
本実施形態の体脂肪測定具１０は、上述した各部に加え、歪みゲージ６０を備えていてもよい。歪みゲージは、各電極体を動物の体の一部に押し当てるときに、その押し当ての圧力を測定して、圧力を一定にしたり、又は所定の圧力下の静電容量を検出したりする目的で用いられる。
【００３５】
図２に示すように、歪みゲージ６０は、各電極体を支持している平板２３に取り付けられている。したがって歪みゲージ６０も、体脂肪測定具１０の筐体内に、他の部材とともに一体的に収容されている。歪みゲージ６０は、平板２３の二つの面のうち、電極体が取り付けられている面２３ａ及び電極体が取り付けられていない面２３ｂのどちらに設けても良く、両面に設けても良い。また、歪みゲージ６０は１つでも良いが、複数個用いることによって、１個用いた場合の複数倍の出力が得られるので、感度も複数倍になる。本実施形態では歪みゲージ６０が、面２３ａ側に４つ設けられている場合について説明する。平板２３の一方の面２３ａに設けられている各歪みゲージ６０は、各電極体と同様に、平板２３の幅方向に沿って並設されている。また各歪みゲージ６０は、各電極体と一対一で対応するように、各電極体の長手方向の延長線上に配置されている。各歪みゲージ６０は、各電極体に近接して配置されている。歪みゲージ６０と電極体０との間の距離は好ましくは１０〜１００ｍｍ、更に好ましくは２０〜５０ｍｍに設定されている。
【００３６】
各電極体を動物の体の一部に押し当てることで、該電極体が撓む量と平板２３の弾性係数から電極体の押し当ての圧力を知ることができる。歪みゲージ６０は、電極体を支持する平板２３に複数個取り付けられているので、電極体の押し当ての圧力を極めて正確に測定することができる。このことは、電極体の押し当ての圧力を容易に一定にでき、また所定の押し当て圧力下の静電容量を容易に得ることができることを意味している。電極体の押し当ての圧力を一定にでき、また所定の押し当て圧力下の静電容量を容易に得られることは、体脂肪の測定の精度を高めることに大きく寄与する。
【００３７】
各歪みゲージ６０は、体脂肪測定具１０の筐体内に備えられた歪み算出部１５に電気的に接続されている。歪み算出部１５は、電源部１３から電気の供給を受け、中央制御部１２からの指令によって、各歪みゲージ６０で測定された電極体の撓み量に基づき電極体の押し当ての圧力を算出する。歪み算出部１５は、そのような算出が可能な電子回路から構成されている。歪み算出部１５は、例えば増幅器、ホイートストーンブリッジ回路及び検出器を備えたブリッジボックスからなる。このブリッジボックスにおいては、上述した４つの歪みゲージ６０を備えたホイートストーンブリッジ回路によって検出された出力と、歪みゲージ６０のゲージ率から歪みを算出することができる。また、その歪みと、平板２３の弾性率とに基づき、押し付け圧を算出することができる。算出された圧力は、例えば表示部５０に表示されるようになっている。
【００３８】
先に述べたとおり、歪みゲージ６０は平板２３の一方の面２３ａに取り付けられているので、歪み算出部１５で算出される圧力は、該平板２３が面２３ａ側に撓む場合の圧力である。歪みゲージ６０が平板２３の各面に取り付けられている場合には、歪み算出部１５で算出される圧力は、該平板２３が面２３ｂ側へ撓む場合の圧力、又は面２３ａ側に撓む場合の圧力である。
【００３９】
本実施形態では４つの歪みゲージ６０を用いているが、歪みゲージ６０の使用数はそれに限られず、例えば１〜３個又は５個以上の歪みゲージ６０を用いてもよい。要するに歪みゲージ６０は少なくとも１つ用いればよい。なお、歪みゲージ６０を４つ（又は４の倍数の個数）用いない場合であっても、ホイートストーンブリッジ回路を構成することができる。この場合には、ホイートストーンブリッジ回路における歪みゲージ６０以外の抵抗素子として、例えば値が既知の固定抵抗を用いればよい。
【００４０】
以上の構成を有する本実施形態の体脂肪測定具１０を用いた動物の体脂肪の測定方法について説明すると、体脂肪測定具１０における各電極体を、動物の体の一部に押し当てる。電極体を押し当てる部位は、動物の胴体部の肩甲骨から腸骨までの間で体側の方向から見た胴体の背部側半分の範囲（特に犬の場合に好ましい）、あるいは左右肩胛骨の間（特に猫の場合に好ましい）であることが、動きのある動物においても測定がし易い点、静電容量値と体脂肪率の相関性が高い点等から好ましい。
【００４１】
犬の体脂肪を測定する場合を例にとると、図５（ａ）に示すように、体脂肪測定具１０の電極群２０を、犬の胴体部で肩甲骨か腸骨までの間で体側側から見た胴体の背部側半分の範囲で、犬の最後肋骨周囲部に押し付けるように使用することが好ましい。また、例えば図５（ｂ）に示すように、背骨の正中線と好ましくは３０ｍｍ程度平行にずらした位置において、正中線と平行に電極群２０が並ぶように該電極群２０を押し付けて使用することもできる。あるいは、図５（ｃ）に示すように、背骨の正中線と直交する方向と平行に電極群２０が並ぶように該電極群２０を押し付けて使用することもできる。
【００４２】
上述したいずれの測定態様の場合においても、測定の精度を高める観点から、歪みゲージ６０によって測定された電極体の押し付け圧が所定の範囲内となる状態下に測定を行うことが好ましい。特に、押し付け圧が２０〜２００ｇ／ｃｍ2、とりわけ１００〜２００ｇ／ｃｍ2の状態下に測定を行うと、個体差、例えば被毛の量の程度にかかわらず、体脂肪の測定を精度良く行い得るので好ましい。
【００４３】
本実施形態の体脂肪測定具１０によれば、従来の体脂肪測定具、例えば本出願人が先に提案した特許文献２に記載の測定具に比べて、体脂肪率を一層精度良く測定することができる。また本実施形態の体脂肪測定具１０によれば、インピーダンス法を利用していた従来の体脂肪測定具による体脂肪の測定時に必要とされていた皮脂の取り除き、被毛のかきわけ、又は体表と電極との間への電解液等の充填等の煩雑な作業が必要なく、電極体を押し当てるだけで体脂肪の測定が可能という有利な効果も奏される。
【００４４】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては、二対の電極対を用いたが、これに代えて三対以上の電極対を用いてもよい。三対以上の電極対を用いる場合には、相対的に外側に位置する電極対を外側電極対として用い、かつ該外側電極対よりも内側に位置する電極対を内側電極対として用いればよい。特に三対以上の電極対を用いる場合には、外側から２対の電極対の静電容量を測定することが、出力が高くなり、測定の精度が一層高くなる点から好ましい。
【００４５】
また前記の実施形態の体脂肪測定具１０は、各部が筐体内に収容された一体のものであったが、これに代えて、各電極体及び各歪みゲージを平板２３に支持してなるプローブを構成し、このプローブを、その他の部位が筐体内に収容されてなる本体部と電気的に接続した別体の構造となしてもよい。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。
【００４７】
〔実施例１〕
（１）重水希釈法による体脂肪率測定
家庭においてペットとして飼われている６頭のビーグル犬を対象とし、重水希釈法を用い、以下の手順で体脂肪を測定した。まず、Burkholderらの方法（William J. Burkholder, Craig D. Thatcher  AJVR 59(8)1998 927-937）に準じ、各ビーグル犬（個体Ｎｏ．ａ〜ｆ）の体脂肪率を正確に測定した。測定は無麻酔で行った。頚静脈より６ｍｌ採血し、血清分離を行い、重水注入前の血清サンプルとした。次に前足静脈に翼状針を留置し、重水をシリンジに０．２ｇ／（ｋｇ体重）計り取り注入し、更にヘパリン加生理食塩水１０ｍｌを注入した。注入前後のシリンジの重量を測定し差分を重水の注入量（ＷＤ2Ｏ）ｇとした。重水の拡散時間として９０分間とった。その後再び反対の頚静脈より６ｍｌ採血し、血清分離を行い注入後の血清サンプルとした。安定同位体質量分析器（ＩＲＭＳ）にて重水濃度を分析した。注入前の血清サンプル中の濃度を（Ｃ１）ｐｐｍ、注入後の濃度を（Ｃ２）ｐｐｍ、体重を（ＢＷ）ｋｇとして下の計算式により体脂肪率を算出した。その結果を以下の表１に示す。
体脂肪率（％）＝１００−｛ＷＤ2Ｏ×１０5／（Ｃ２−Ｃ１）｝／０．７３２ＢＷ
【００４８】
（２）本発明の体脂肪測定具を用いた体脂肪率測定
図１ないし図３に示す体脂肪測定具１０を組み立てた。体脂肪測定具１０における各部は、プラスチック製の筐体内にすべて収容し、一体化させた。電極体は銅製であり、長さ５０ｍｍ、幅２５ｍｍの細長い長方形をしていた。４枚の電極体を、その長手方向が一致するように、アクリル製の平板上に並設した。各電極体間の間隙はいずれも０．１ｍｍに固定した。各電極体を、図５（ｃ）に示すように、ビーグル犬の左腰背部に押し当てた。押し当て圧は１００ｇ／ｃｍ2とした。この状態下に交流電圧を印加して、外側電極体１２２ａ，１２２ｂ間の静電容量を測定した。印加電圧を上昇させていき、静電容量が変化し始める電圧を求めて、適切な印加電圧を決定した。その結果、電圧５Ｖの電圧を印加することが適切であると判断された。そこで、電圧を５Ｖに設定し、周波数１００ｋＨｚの交流を印加して静電容量を測定した。このようにして測定された静電容量と、前記の（１）で測定された重水希釈法による体脂肪率との相関係数（ｎ＝６）を求めた。その結果を以下の表１に示す。なお、体脂肪率が高いほど静電容量は小さくなるので、体脂肪率と静電容量とは一次の負の相関関係となる。したがって相関係数が−１の場合が、相関が最も高くなる。
【００４９】
〔比較例１〕
本比較例は、特許文献２に記載の測定具（図４（ｂ）参照）による静電容量の測定に対応するものである。すなわち実施例１において、外側電極体１２２ａ，１２２ｂと、バッファアンプ３３ａ，バッファアンプ３３ｂとの接続を断ち、かつ可変電圧源３１の電圧が内側電極体１２１ａ，１２１ｂにのみ印加されるように接続を変更した。これ以外は実施例１と同様にして、内側電極体１２１ａ，１２１ｂ間の静電容量を測定した。その結果を以下の表１に示す。
【００５０】
【表１】
0005514074.tif 000002
【００５１】
表１に示す結果から明らかなように、実施例１の測定具を用いて測定された静電容量は、比較例１の測定具を用いて測定された静電容量よりも、体脂肪率との相関係数が高くなることが判る。
【００５２】
〔参考例〕
本参考例は、実施例１の測定具を用い、同実施例と同様の手順で静電容量の測定を行ったときに、電極体間に印加した電圧の値によって、内側電極体間の静電容量がどのように変化するかを測定したものである。測定は、印加電圧を５０ｍＶから５Ｖまで変化させて行った。また測定対象犬は、Ｎｏ．ａとＮｏ．ｃの犬とした。印加電圧の周波数は、実施例１と同様に１００ｋＨｚとした。結果を以下の表２に示す。
【００５３】
【表２】
0005514074.tif 000003
【００５４】
表２に示す結果から明らかなように、内側電極体間の静電容量は、印加した電圧の値に依存しないことが判る。したがって、内側電極体間の静電容量を測定しても、内側電極体間の電界が、脂肪層にまで及んだか否かの判断ができないことが判る。
【符号の説明】
【００５５】
１０  動物用体脂肪測定具
２０  電極群
２１  内側電極対
１２１ａ，１２１ｂ  内側電極体
２２  外側電極対
１２２ａ，１２２ｂ  外側電極体
２３  平板
３０  算定部
３１  可変電圧源
３２  信号処理手段
３３ａ，３３ｂ  バッファアンプ
３４  差動アンプ
３５  静電容量測定器
４０  演算部
５０  表示部
６０  歪みゲージ
【図１】
0005514074.tif 000004
【図２】
0005514074.tif 000005
【図３】
0005514074.tif 000006
【図５】
0005514074.tif 000007
【図４】
0005514074.tif 000008